Указания методические и задание на расчетную работу по дисциплине «Теория электрической связи» для студентов дневной УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ» Кафедра защиты информации Методические указания и задание на расчетную работу по дисциплине «Теория электрической связи» для студентов дневной формы обучения Минск 2009 Составитель Клюев Л.Л. Приведены задания на расчетную работу и методические указания по ее выполнению. Рецензент Издание утверждено на заседании кафедры защиты информации Протокол № от 2009 г. Зав. кафедрой Лыньков Л.М. I.МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫБОРУ ВАРИАНТА РАБОТЫ Вариант задания определяется формулой ,где - две последние цифры номера студенческого билета (от 1 до 32), -буква блока из 16 первых букв русского алфавита. Эта буква одинакова для всех студентов группы и задается преподавателем. С каждой буквой связаны условия, приведенные в таблице 1. В каждом блоке содержится 32 варианта заданий, определяемых таблицами 2,3,4. Общее число заданий 512. Студенту может быть выдан любой из 512 вариантов или вариант из определенного преподавателем блока. Поскольку число блоков равно 16, то это число определяет число групп студентов, которым одновременно могут быть выданы разные варианты задания. II.КРАТКИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЮ РАБОТЫ Пояснительная записка, включающая текст, рисунки и др. должна быть выполнена с использованием ПЭВМ и ГОСТ. Если приводятся расчетные зависимости в виде графиков функций, то оси x,y должны иметь разметку с указанием размерности. Текст пояснительной записки не должен содержать скопированного из технической литературы текста, а включать: -постановку задачи и обоснование пути ее решения; -необходимые для расчета формулы с указанием автора, названия книги и номеров формул; -пояснения хода решения задачи; -анализ полученного результата. Титульный лист пояснительной записки (см. приложение 1)должен содержать: - название ВУЗа и кафедры; - название работы (общей для всех вариантов); - фамилию, имя и отчество студента; -номер группы (букву блока) и номер студенческого билета. Работа должна быть подписана студентом с указанием даты ее завершения. Текст и необходимые рисунки сшиваются в папку. Номера заданий: для группы 760801 – буква И; для группы 762901 – буква Д; для группы 730801 – буква З; для группы 730802 – буква М. III.СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЙ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИХ ВЫПОЛНЕНИЮ Задание 1. На вход АЦП системы передачи непрерывных сообщений поступает случайный первичный сигнал, мощность которого и ширина спектра заданы в таблице 2. Плотность распределения сигнала задана в таблице 1. Среднее значение случайного сигнала равно нулю. Случайный сигнал в АЦП подвергается дискретизации, а его выборки - линейному или нелинейному преобразованию в зависимости от заданного варианта (см. табл.1). Преобразованные выборки квантуются и кодируются. Число уровней квантования для всех вариантов равно 256. Определить: 1.Интервал дискретизации; 2.Интервал квантования (для линейного преобразования) и интервалы квантования (для нелинейного преобразования); 3. Мощность шума квантования; 4.Отношение мощности первичного сигнала к мощности шума квантования в Дб; 5.Производительность дискретного источника (на выходе квантователя); 6. Скорость цифрового потока на выходе квантователя; 7.Вероятности появления символов двоичных слов на выходе АЦП; 8.Скорость цифрового потока на выходе АЦП; 9.Вероятность реализации выборки, значение которой равно , и дифференциальную энтропию. Перед выполнением задания рекомендуется изучить конспект лекций и содержание учебной литературы. Список учебников и учебных пособий приведен в конце данного методического пособия. Задание 2. Двоичные слова с выхода АЦП преобразуются в линейные сигналы. Исходные данные приведены в таблице 3. Определить: 1. Структурную схему формирователя линейного сигнала, включающего модуляторы и генераторы сигналов (носителей сообщения). Привести структурную схему и описание работы формирователя. Временные и спектральные диаграммы, поясняющие работу формирователя линейного сигнала, должны иметь информацию о параметрах сигнала, а также масштабные сетки с указанием размерности. Рассчитать: 1. Ширину спектра сигналов носителей информации. 2. Ширину спектра сигналов на выходах модуляторов. 3.Базу модулированного сигнала. Задание 3. При передаче линейного сигнала по линии связи с шириной полосы 66 МГц на этот сигнал накладывается нормальный шум. Мощность шума для всех вариантов равна 0,1 . Мощность сигнала на входе приемника задана в таблице 4. Ширина полосы шума во много раз больше ширины полосы сигнала. 1.Выбрать и изобразить структурную схему оптимального приемника для заданного варианта линейного сигнала. Привести описание работы приемника и временные, спектральные диаграммы. 2.Выбрать уровни порогов в приемнике. 3.Определить вероятность ошибки. 4.Привести математическую модель двоичного канала связи. Задание 4. 1.Вычислить производительность источника непрерывных сообщений. 2.Вычислить пропускную способность канала и системы связи. 3. Вычислить частотную и энергетическую эффективность канала связи и сравнить эти характеристики с характеристиками идеальной системы связи. Литература 1.Клюев Л.Л. Теория электрической связи.- Мн.: Техноперспектива,2008, 423с. 2.Зюко А.Г., Кловский Д.Д., Назаров М.В., Финк Л.М., Теория передачи сигналов.-М.: Радио и связь,1986,304с. 3.Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы.-М.: Высшая школа,1988,448с. 4. Кловский Д.Д., ШилкинВ.А. Теория электрической связи.- М.: Радио и связь,1990,208с. 5.Заездный А.М. Основы расчетов по статистической радиотехнике. М.: Связь,1969,447с. 6. Алексеев А.И., Шереметьев А.Г., Тузов Г.И., Глазов Б. И. Теория и применение псевдослучайных сигналов. - М.: Наука,1969. Таблица 1 Буква блока А Б В Г Д Е Ж З Плотность распред. РА КО ТР НО НО ТР КО РА Шкала квантования Н Н Н Н Л Л Л Л Обработка сигнала СФ СФ СФ СФ СФ СФ СФ СФ Таблица 1 (продолжение) Буква блока И К Л М Н О П Р Плотность распред. НО ТР КО РА РА КО ТР НО Шкала квантования Л Л Л Л НЛ НЛ НЛ НЛ Обработка сигнала КОР КОР КОР КОР КОР КОР КОР КОР Плотность распределения: РА - равномерная, КО - косинусоидальная; ТР - треугольная; НО - нормальная. Шкала квантования: Л - линейная; НЛ - нелинейная. Обработка сигнала в приемнике: СФ - согласованная фильтрация; КОР – корреляционная обработка. Таблица 2 Последние цифры номера студ. билета 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 0,2 1,0 1,0 0,2 0,02 0,3 0,35 0,4 0,35 0,4 (Гц) Табл.2 (продолжение) Последние цифры номера студ. билета 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 0,42 1,2 0,35 0,4 0,42 1,2 0,2 1,0 1,0 0,2 (Гц) Табл.2 (продолжение) Последние цифры номера студ. билета 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 0,02 0,3 0,35 0,4 0,35 0,4 0,42 1,2 0,35 0,4 (Гц) Табл.2 (продолжение) Последние цифры номера студ. билета 31 32 0,42 1,2 (Гц) Последние цифры номера студ. билета 01 02 03 04 05 06 07 08 Носит.1-ой ступени модуляц. М-последов. М-последов. М-последов. М-последов. ГСИТ ГСИТ ГСИТ ГСИТ Модул. носит. По знаку По амплитуде По амплитуде По знаку ДискрЧМ ДискрЧМ ДискрЧМ ДискрЧМ Период последовательн. 31 127 127 31 _ _ _ _ Символы кода послед. 0,1 0,1 -1,1 -1,1 _ _ _ _ Длина блока 1 1 1 1 1 2 3 4 Носит.2-ой ступени модуляц ГСИТ ГСИТ ГСИТ ГСИТ _ _ _ _ Разнос частот _ _ _ _ Таблица 3 ГСИТ - гармонический сигнал, известный точно, - длительность информационного символа Таблица 3 (продолжение) Последние цифры номера студ. билета 09 10 11 12 13 14 15 16 Носит.1-ой ступени модуляц. Д-последов. Д-последов. Д-последов. Д-последов. М-последов. М-последов. М- последов. М- последов. Модул. Носит. По форме По форме По форме По форме По форме По форме По форме По форме Период последовательн. 8 16 32 64 15 31 63 127 Символы кода послед. -1,1 -1,1 -1,1 -1,1 -1,1 -1,1 -1,1 -1,1 Длина блока 3 4 5 6 3 4 5 6 Носит.2-ой ступени модуляц ГСИТ ГСИТ ГСИТ ГСИТ ГСИТ ГСИТ ГСИТ ГСИТ Разнос частот _ _ _ _ _ _ _ _ Таблица 3 (продолжение) Послед. цифры номера студ. билета 17 18 19 20 21 22 23 24 Носит.1-ой ступени модуляц. Последоват. Уолш Последоват. Уолш Последоват. Уолш Последоват. Уолш ГСННФ ГСННФ ГСННФ ГСННФ Модул. носит. По знаку По амплитуде По амплитуде По знаку Дискр. ЧМ Дискр. ЧМ Дискр. ЧМ Дискр. ЧМ Период послед. 64 256 256 64 - - - - Символы кода послед. -1,1 -1,1 -1,1 -1,1 - - - - Длина блока 1 1 1 1 2 3 4 5 Носит.2-ой ступени модуляц ГСННФ ГСННФ ГСННФ ГСННФ - - - - Разнос частот - - - - Таблица 3 (продолжение) Послед. цифры номера студ. билета 25 26 27 28 29 30 31 32 Носит.1-ой ступени модуляц. Последоват. Уолш Последоват. Уолш Последоват. Уолш Последоват. Уолш М-последов М-последов М-последов М-последов Модул. носит. По форме По форме По форме По форме По форме По форме По форме По форме Период послед. 16 32 64 128 31 63 127 255 Символы кода послед. -1,1 -1,1 -1,1 -1,1 -1,1 -1,1 -1,1 -1,1 Длина блока 4 5 6 7 4 5 6 7 Носит.2-ой ступени модуляц ГСННФ ГСННФ ГСННФ ГСННФ ГСННФ ГСННФ ГСННФ ГСННФ ГСННФ – гармонический сигнал с неизвестной начальной фазой. Таблица 4 Послед. цифры номера студ. билета 01 02 03 04 05 06 07 08 Мощн. сигнала 0,32 0,01 0,01 0,32 1,0 0,25 0,125 0,0625 Продолжение таблицы 4 Послед. цифры номера студ. билета О9 10 11 12 13 14 15 16 Мощн. сигн. 0,125 0,0625 0,0625 0,015 0,07 0,03 0,015 0,008 Продолжение таблицы 4 Послед. цифры номера студ. билета 17 18 19 20 21 22 23 24 Мощн. сигн. 0,48 0,015 0,48 1,5 0,375 0,03 0,19 0,094 Продолжение таблицы 4 Послед. цифры номера студ. билета 25 26 27 28 29 30 31 32 Мощн. сигн. 0,1875 0,09 0,049 0,0225 0,1 0,045 0,02 0,01 Приложение 1 УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «ВЫСШИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ СВЯЗИ» Кафедра радиосвязи и радиовещания по дисциплине «ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВЯЗИ» Расчет технических характеристик системы цифровой передачи непрерывных сообщений Вариант задания Допущен к защите ФИО преподавателя Группа Роспись преподавателя ФИО студента Дата Номер студ. билета Роспись студента Оценка